第九章 模拟信号的数字传输3 .ppt

例:模拟信号的抽样值为3.15，3.96，5.00，6.38，6.80和6.42。若按照“四舍五入”的原则量化为整数值。 9.5.1 脉冲编码调制原理 逐次比较法编码原理 图中示出一个3位编码器。它将输入模拟抽样脉冲编成3位二进制编码c1 c2 c3。 图中输入信号抽样脉冲电流Is由保持电路短时间保持，并和几个称为权值电流的标准电流Iw逐次比较。每比较一次，得出1位二进制码。权值电流Iw是在电路中预先产生的。Iw的个数决定于编码的位数，现在共有3个不同的Iw值。因为表示量化值的二进制码有3位，即c1c2c3。它们能够表示8个十进制数，从0至7，如下表所示。 因此，若按照“四舍五入”原则编码，则此编码器能够对 -0.5至+7.5之间的输入抽样值正确编码。 由上表可推知，用于判定c1值的权值电流Iw=3.5，即若抽样值Is 3.5，则比较器输出c1 = 0；若Is 3.5，则比较器输出c1 = 1。c1除输出外，还送入记忆电路暂存。 第二次比较时，需要根据此暂存的c1值，决定第二个权值电流值。若c1 = 0，则第二个权值电流值 Iw = 1.5；若c1 = 1，则Iw = 5.5。第二次比较按照此规则进行：若Is Iw，则c2 = 0；若Is Iw，则c2 = 1。此c2值除输出外，也送入记忆电路。 在第三次比较时，所用的权值电流值须根据c1 和c2的值决定。例如，若c1 c2 = 0 0，则Iw = 0.5；若c1 c2 = 1 0，则Iw = 4.5；依此类推。 9.5.2 自然二进制码和折叠二进制码 13折线编码 9.5.3 电话信号的编译码器 在接收端的译码器中，仍保留本地译码器部分。由记忆电路接收发送来的码组。当记忆电路接收到码组的最后一位c8后，使恒流源再产生一个权值电流，它等于最后一个间隔的中间值。由于编码器中的比较器只是比较抽样的绝对值，本地译码器也只是产生正值权值电流，所以在接收端的译码器中，最后一步要根据接收码组的第一位c1值控制输出电流的正负极性。在下图中示出接收端译码器的基本原理方框图。 【例】设输入电话信号抽样值的归一化动态范围在-1至+1之间，将此动态范围划分为4096个量化单位，即将1/2048作为1个量化单位。当输入抽样值为+1270个量化单位时，试用逐次比较法编码将其按照13折线A律特性编码。 【解】设编出的8位码组用c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8表示，则： 1) 确定极性码c1：因为输入抽样值+1270为正极性，所以 c1 = 1。 2) 确定段落码c2 c3 c4： 由段落码编码规则表可见，c2值决定于信号抽样值大于还是小于128，即此时的权值电流Iw＝128。 现在输入抽样值等于1270， Is＞Iw,故c2＝1。 3) 确定段内码c5 c6 c7 c8： 这样编码得到的8位码组为: c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 它表示的量化值应该在第8段落的第3间隔中间，即等于 (1280-1216)/2 = 1248（量化单位） 将此量化值和信号抽样值相比，得知量化误差等于1270 – 1248 = 22（量化单位）。 除极性码外，若用自然二进制码表示此折叠二进制码所代表的量化值(1248)，则需要11位二进制数（10011100000）。 9.5.4 PCM系统中噪声的影响 PCM系统中的噪声有两种：量化噪声和加性噪声。下面将先分别对其讨论，再给出考虑两者后的总信噪比。 加性噪声的影响 错码分析：通常仅需考虑在码组中有一位错码的情况，因为在同一码组中出现两个以上错码的概率非常小，可以忽略。例如，当误码率为Pe = 10-4时，在一个8位码组中出现一位错码的概率为 P1 = 8Pe ＝8 ? 10-4，而出现2位错码的概率为 所以P2 P1。现在仅讨论白色高斯加性噪声对均匀量化的自然码的影响。这时，可以认为码组中出现的错码是彼此独立的和均匀分布的。 设码组的构成如下图所示，即码组长度为N 位，每位的权值分别为20，21，…，2N-1。 由于已假设错码是均匀分布的，若一个码组中有一个错误码元引起的误差电压为Q?，则一个错误码元引起的该码组误差功率的（统计）平均值将等于 由于错码产生的平均间隔为1/Pe个码元，每个码组包含N个码元，所以有错码码组产生的平均间隔为1/NPe个码组。这相当于平均间隔时间为Ts/NPe。考虑到此错码码组的平均间隔后，将上式中的误差功率按时间平均，得到误差功率的时间平均值为: Et[Q?2] = (NPe)E[Q?2]＝ 它的等效误差电压为上式的平方根： 加性噪声功率：假